選修第二章第二節(jié)芳香烴

選修5《有機化學(xué)基礎(chǔ)》第二章烴和鹵代烴第二節(jié)芳香烴問題:將下列物質(zhì)分類,并說明分類標(biāo)準(zhǔn)?

烷烴：①⑤烯烴：②⑥炔烴：③⑦芳香烴：④⑧⑨⑩十九世紀(jì)初，由于冶金工業(yè)的發(fā)展,需要大量焦碳，生產(chǎn)焦碳的主要方法是煤的干餾，即對煤隔絕空氣加強熱。煤的干餾除得到焦碳外還能獲得有用的煤氣，但同時卻生成一種黑糊糊，粘乎乎有特殊臭味的油狀液體！人們把它稱作煤焦油?！痉枷銦N的來源】歷史回顧當(dāng)時，煤焦油被當(dāng)作廢物扔掉，污染環(huán)境，造成公害。隨著煉焦工業(yè)的發(fā)展，煤焦油的堆積也愈來愈嚴(yán)重，煤焦油的利用就成為當(dāng)時生產(chǎn)中迫切需要解決的一個重要的環(huán)境和社會問題。后來，以法拉第為代表的科學(xué)家對煤焦油產(chǎn)生了興趣，并從煤焦油中分離出了以芳香烴為主的多種重要芳香族化合物，又以這些芳香族化合物為原料合成了多種染料、藥品、香料、炸藥等有機產(chǎn)品。到十九世紀(jì)中葉，形成了以煤焦油為原料的有機合成工業(yè)。芳香烴及其化合物的來源自從1845年人們從煤焦油內(nèi)發(fā)現(xiàn)苯及其它芳香烴，很長時間里煤是一切芳香烴的主要來源。但是，從1噸煤中僅可以提取1Kg苯和2.5Kg其它芳香烴。由于芳香烴的需要在不斷增長，僅從煤中提煉芳香烴遠(yuǎn)不能滿足化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，通過石油化學(xué)工業(yè)中的催化重整等工藝可以獲得芳香烴。歷史回顧大約到了1930年，由煤生產(chǎn)苯已經(jīng)發(fā)展成為世界性的大噸位工業(yè)。1940年以來，通過石油催化重整生成苯、甲苯、二甲苯等；烴裂解制乙烯時，裂解汽油副產(chǎn)物中含芳香烴達40——48%，因此石油也成為芳香烴的重要來源。芳香烴及其化合物的來源——煤的干餾，石油的催化重整歷史回顧【復(fù)習(xí)】什么叫芳香烴？最簡單的芳香烴是哪種物質(zhì)？什么是苯及其同系物？分子中含有一個或多個苯環(huán)的一類烴屬于芳香烴。最簡單的芳香烴是：

苯甲苯萘蒽C7H8C10H8C14H10【苯的分子結(jié)構(gòu)】(1)分子式：C6H6

最簡式(實驗式)：CH(2)苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，鍵角為120°,苯為平面形分子。(3)苯分子中碳碳鍵鍵長完全相等，是介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊的化學(xué)鍵。(4)結(jié)構(gòu)簡式(5)結(jié)構(gòu)式或1、苯的結(jié)構(gòu)

苯分子比例模型2、苯的物理性質(zhì)

(1)無色、有特殊氣味的液體。(2)密度比水小（0.88g/ml），不溶于水，易溶于有機溶劑。（常用做有機溶劑）

(3)熔點為5.5℃，沸點為80.1℃。熔沸點低，易揮發(fā)，用冷水冷卻，苯凝結(jié)成無色晶體(4)苯有毒。【復(fù)習(xí)】回憶苯的物理性質(zhì)？3、苯的化學(xué)性質(zhì)

在通常情況下比較穩(wěn)定，在一定條件下能發(fā)生氧化、加成、取代等反應(yīng)。

【實驗表明】苯不能使高錳酸鉀酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。（結(jié)構(gòu)特殊性及穩(wěn)定性）1.苯的化學(xué)性質(zhì)與烷烴、烯烴、炔烴有何異同點?為什么?苯燃燒時產(chǎn)生的黑煙為什么比乙烯多？原因？2.分別寫出苯與氧氣反應(yīng)，與氫氣加成，與溴和濃硝酸發(fā)生取代的化學(xué)方程式。（P37）思考與交流苯與溴不反應(yīng)，但溴水層卻變?yōu)闊o色？此液體位于上層嗎？2）苯的取代反應(yīng)（鹵代、硝化、磺化）1）苯的氧化反應(yīng)：在空氣中燃燒2C6H6+15O212CO2+6H2O點燃+Br2Br+HBrFeBr3*溴苯是密度比水大的無色液體火焰明亮，有濃煙（苯相似乙炔燃燒，含碳92.3%）【注意】常用的氧化劑如KMnO4、K2Cr2O7（H+）、稀硝酸等都不能使苯氧化，這說明苯環(huán)是相當(dāng)穩(wěn)定的。2Fe+3Br2=2FeBr3AgNO3+HBr=AgBr↓+HNO3

設(shè)計制備溴苯實驗方案【主要儀器】圓底燒瓶、長導(dǎo)管、錐形瓶、鐵架臺等【藥品】苯、液溴、鐵粉、硝酸銀溶液【反應(yīng)原理】取代反應(yīng)。實際起催化作用的是FeBr3.+Br2Br+HBrFeBr3實驗：苯跟溴的取代反應(yīng)實驗方案把苯和少量液態(tài)溴放在燒瓶里，同時加入少量鐵屑作催化劑。用帶導(dǎo)管的瓶塞塞緊瓶口，跟瓶口垂直的一段導(dǎo)管可以兼起冷凝器的作用。在常溫時，很快就會看到，在導(dǎo)管口附近出現(xiàn)白霧。反應(yīng)完畢后，向錐形瓶里的液體滴入AgNO3溶液，注意觀察現(xiàn)象。把燒瓶里的液體倒在盛有冷水的燒杯里，燒杯底部有褐色不溶于水的液體。【苯與溴的反應(yīng)實驗思考】1、試劑的加入順序怎樣？各試劑在反應(yīng)中所起到的作用？A、為防止溴的揮發(fā)，先加入苯后加入溴，然后加入鐵粉。B、溴應(yīng)是純溴，而不是溴水。加入鐵粉起催化作用，實際上起催化作用的是FeBr3。2、導(dǎo)管為什么要這么長？其末端為何不插入液面？C、伸出燒瓶外的導(dǎo)管要有足夠長度，其作用是導(dǎo)氣、冷凝。D、導(dǎo)管未端不可插入錐形瓶內(nèi)水面以下，因為HBr氣體易溶于水，以免倒吸。3、反應(yīng)后的產(chǎn)物是什么？如何分離？4、實驗現(xiàn)象：E、純凈的溴苯是無色的液體，而燒瓶中液體倒入盛有水的燒杯中，燒杯底部是油狀的褐色液體，這是因為溴苯溶有溴的緣故。除去溴苯中的溴可加入NaOH溶液，振蕩，再用分液漏斗分離。液體輕微翻騰，有氣體逸出.導(dǎo)管口有白霧，溶液中生成淺黃色沉淀。燒瓶底部有褐色不溶于水的液體。導(dǎo)管口附近出現(xiàn)的白霧，是溴化氫遇空氣中的水蒸氣形成的氫溴酸小液滴。5.哪些現(xiàn)象說明發(fā)生了取代反應(yīng)而不是加成反應(yīng)？苯與溴反應(yīng)生成溴苯的同時有溴化氫生成。1.燒瓶中的試劑順序能夠顛倒嗎？為什么？能用濃溴水代替液溴嗎？為什么？2.該反應(yīng)的催化劑是FeBr3,而反應(yīng)時加的是Fe屑，F(xiàn)e屑是怎樣轉(zhuǎn)化為FeBr3的？反應(yīng)的速度為什么一開始較緩慢，一段時間后明顯加快？3.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，而苯、液溴均易揮發(fā)，為了減少放熱對苯及液溴揮發(fā)的影響，裝置上有哪些獨特的設(shè)計和考慮？4.生成的HBr中常混有溴蒸氣，此時用AgNO3溶液對HBr的檢驗結(jié)果是否可靠？為什么？如何除去混在HBr中的溴蒸氣？【再思考】苯與憶溴的觀反應(yīng)設(shè)計讀制備抹溴苯徐實驗秋方案——改進+HNO3（濃）NO2+H2O濃H2SO450~60℃濃硫舅酸作利用：散催化講劑、詞吸水縫劑加熱垮方式抗：水梅浴加撓熱硝基煩苯是苦杏同仁味能的、無色撲油狀某液體港，不望溶于戶水且軟密度豎比水配大，端有毒.（因恐溶有妙NO2而顯祝淡黃悠色）硝基悔苯能撐被還云原成殼苯胺婆,玩苯胺腿是合弟成染謎料的典原料【資料】硝基瘦苯，鑼無色佛，油衛(wèi)狀液勾體，薪苦杏爬仁味桑，有俊毒，獵密度矛大于我水，削難溶倚于水細(xì)，易坊溶于助有機詠溶劑拾。硝基烤苯蒸什氣有千毒性。設(shè)計苯的貴硝化浸反應(yīng)實驗毫方案1.苯與飾硝酸演的反禿應(yīng)在50℃--帶60℃時產(chǎn)姥物是施硝基娛苯，調(diào)溫度傍過高聞會有夏副產(chǎn)是物。2.硫酸課是該免反應(yīng)意的催擺化劑面，和鞋硝酸長混合民時劇些烈放漂熱。3.反應(yīng)景過程楊中硝帥酸會網(wǎng)部分別分解械。4受.苯和菊硝酸盛都易猾揮發(fā)孤。在一被個大碧試管任里，心先加夢入1.上5毫升捧濃硝航酸和2毫升鄰濃硫測酸，憲搖勻咱，冷闖卻到50騰—6痰00C以下顯，然窗后慢潮慢地里滴入1毫升逆苯，宿不斷躺搖動土，使浙混和軍均勻帝，然元后放月在600C的水涉浴中某加熱10分鐘敗，把古混和淋物倒拜入另催一個介盛水揮的試錘管里平。[實驗爹方案曉和裝避置圖]觀察挑到燒爛杯中怨有黃兩色油舊狀物梅質(zhì)生劇成。畢用蒸向餾水貓和氫于氧化削鈉溶論液洗然滌，罰得純橡硝基喬苯。【苯的乞硝化甩反應(yīng)——實驗昆思考】1、如畢何混唯合硫黎酸和評硝酸脅的混弄合液賤？①先將外濃硝樸酸注拔入大元試管諷中，掠再慢旅慢注抽入濃像硫酸撫，并穴及時拳搖勻某和冷死卻。池②儀向冷查卻到50地-6撫0℃后的局混酸瞧中逐僻滴加逢入苯顆，充黎分振障蕩，勁混和步均勻飛。切不笨可將蓄濃硝泛酸注瞞入濃業(yè)硫酸冬中，質(zhì)因混秧和時晌要放烤出大弦量的很熱量淹，以跨免濃峽硫酸保濺出矮，發(fā)諷生事警故。2、為桿何要調(diào)水浴鐮加熱吵，并喇將溫幕度控拉制在60清℃？②津水浴冤的溫近度一筑定要翁控制幅在60吩℃以下樹，溫殿度過嫁高，疑苯易桿揮發(fā)摘，且條硝酸枕也會亞分解國，同榨時苯誕和濃服硫酸粱反應(yīng)耍生成腸苯磺催酸等營副反斑應(yīng)。③濃刷硫酸磨的作痰用：嬸催化輪劑和死吸水銜劑。④反太應(yīng)裝此置中門的溫懼度計穗，應(yīng)帥插入此水浴誼液面遺以下醋，以汗測量壇水浴朋溫度塞。⑤把嶼反應(yīng)拳的混與合物重倒入弦一個志盛水邁的燒普杯里郵，燒雀杯底遣部聚撒集淡惹黃色慈的油醒狀液晶體，疲這是今因為臘在硝木基苯漏中溶朵有HN影O3分解椅產(chǎn)生捐的NO2的緣健故。紫除去鄭雜質(zhì)鹽提純再硝基滾苯，賢可將測粗產(chǎn)津品依羨次用哭蒸餾紐奉水和Na影OH溶液址洗滌拾，再嶄用分農(nóng)液漏股斗分洋液。3、濃熱硫酸棉的作劈燕用？4、溫陪度計香的位含置？5、如暈何得尿到純昌凈的訊硝基啟苯？3）苯價的加成面反應(yīng)（與H2、Cl2)+3Cl2紫外線ClClClClClClHHHHHH【總結(jié)】苯分涌子中文碳碳燭原子獸結(jié)合裕是介府于碳拒碳單企鍵和轟碳碳喪雙鍵發(fā)之間嫁的特蒸殊的山鍵，搞所以地其化斑學(xué)性撓質(zhì)就頌既能像烷御烴那樣廟易發(fā)座生取卻代、昏硝化僑反應(yīng)飾等，找也能像烯界烴那樣吧能發(fā)億生加今成反瀉應(yīng)。能燃域燒山易取富代月難加緞成難氧頌化（環(huán)己烷）+3H2Ni加熱加壓反應(yīng)的化學(xué)方程式反應(yīng)條件苯與溴發(fā)生取代反應(yīng)

C6H5Br+HBr

液溴.

鐵粉做催化劑苯與濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)50℃～60℃水浴加熱;濃硫酸做催化劑、吸水劑苯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)C6H12鎳做催化劑，加熱【思考高與交永流】填空P3揉7C6H6+B便r2C6H6+3趁H2【觀察鄙下列5種物償質(zhì)，搖分析漿它們局的結(jié)窩構(gòu)回巨答】其中①、繭③、器⑤的飾關(guān)系穩(wěn)是__己__面__攪__輪__串__撐.其中②、怖④、代⑤的古關(guān)系宵是__稼__千__海__光_.同分腎異構(gòu)頑體同系宣物CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

H3C鄰-二甲律苯間-二甲亭苯對-二甲罪苯沸點趨：14構(gòu)4.釣40C沸點大：13譯9.暈10C沸點喂：13波8.滾40C同分憐異構(gòu)互體對比炒思考肯:1.比較子苯和旗甲苯常結(jié)構(gòu)敢的異聚同點瞧，推拜測甲專苯的補化學(xué)萄性質(zhì)陳。二、任苯的需同系芳物1、苯扛的同框系物饞：具有浙苯環(huán)義（1個）混結(jié)構(gòu)所，且朋在分犬子組賽成上葬相差茄一個廳或若平干個CH2原子欠團的燈有機區(qū)物。通式賣：CnH2n寇-6(n酷≥6像)CH3

CH2CH3

甲苯乙苯苯環(huán)瞧上的桑氫原踏子被繁烷基梳取代宇的產(chǎn)畝物。選取銀代表抽物苯的累同系宏物太歷多了貢不可擔(dān)能全料部去通研究鑄怎么柏辦呢姜？苯的紀(jì)同系哥物苯的悼同系泄物不概溶于笑水，墓并比別水輕暫。苯的顯同系晃物溶零于酒倉精。同苯復(fù)一樣歲，不剪能使祥溴水串褪色指，但烏能發(fā)挎生萃悟取。（一熄）氧主化反亡應(yīng)⑴可書燃性⑵可使艇酸性疾高錳盆酸鉀蕉溶液妹褪色2、苯丹的同紋系物息的化碧學(xué)性辟質(zhì)KMnO4(H+)溶液-R-COOH苯不能平被強艦氧化患劑如沖酸性嘩高錳斬酸鉀播溶液廊氧化，但苯的陽側(cè)鏈糾烴基為卻能牌被酸恭性高方錳酸千鉀溶巧液所鎮(zhèn)氧化戲（使?jié)M酸性勸高錳店酸鉀娃溶液竹還原侮褪色花）苯環(huán)渴對側(cè)永鏈的舞影響使側(cè)廟鏈可以被酸性殿高錳擦酸鉀悶溶液氧化對比師：苯的擴同系汪物的易特性——可使KM恒nO4(H+)溶液錯褪色

CH3

|—C—CH3|CH3CH3|

|CH2—R

CH3

|CH3—CH—

CH3

|—C—CH3|CH3HOOC|

|COOHHOOC—KMnO4/H+只有級與苯媽環(huán)直接若相連的烷基管碳上有氫才能被勞氧化不論梁側(cè)鏈抓多長漸，均匙能在連接妻苯環(huán)緣瑞的碳上氧茅化為苯甲躁酸，可停以此區(qū)別聲苯和掉苯的苦同系賴物，也艱可區(qū)涉別于誦烯烴凍、炔逮烴（遺因為涉苯同把系物案要劇彈烈振獨蕩后次才能脈使高協(xié)錳酸念鉀褪習(xí)色，罵烯、挨炔較飯易褪構(gòu)色；及且苯煙同系柱物不芳使溴叮水褪舒色）.學(xué)評P4明7-濤3思考巴：如汁何鑒攀別苯繩、甲衫苯、嬸己烯野、CC稱l4?CH3|

|NO2CH3|NO2O2N

+3HNO3

+3H2O濃硫酸30℃2，4，6－三硝基甲苯(TNT)㈡取代澡反應(yīng)1.苯的佩同系賺物的牢硝化晉反應(yīng)甲基傍使苯被環(huán)鄰、對位上氫活性歐增強，所雨以甲駱苯的陵硝化教反應(yīng)蛋比苯容易進行買，生棄成三卵硝基激甲苯胞。側(cè)鏈斃使苯兵環(huán)的鄰、對位H活性啞增強，更稈易被壤取代(可盒一取腸代或耕三取挺代)一種您淡黃賓色的束針狀好晶體成，不六溶于汗水。不穩(wěn)漆定，蓮易爆工炸。它是斥一種絲式烈性登炸藥烈，廣鋼泛用羞于國療防、嶼開礦劇、筑叫路、犧興修愛水利歷。對比姑：2.苯的丹同系桐物的單鹵化逝反應(yīng)條件疤一：扇光照條件趨二：Fe柴Cl3比較天苯和杰甲苯訓(xùn)與KM雪nO4溶液晴的作趟用，貸以及撿硝化俘反應(yīng)員的條略件產(chǎn)蓬物等夾，你該從中維得到氧什么臟啟示?側(cè)鏈貞和苯忙環(huán)相梢互影熔響：側(cè)鏈浙受苯具環(huán)影名響易則被氧鐵化；苯環(huán)聲受側(cè)饑鏈影爬響易爆被取津代。【結(jié)論】㈢李苯的勵同系賓物加更成反秋應(yīng)苯的腦同系例物也口和氫厲氣可躺以發(fā)閃生加戒成反肥應(yīng)請寫按出甲喘苯與速氫氣駕加成刺的化復(fù)學(xué)方耀程式檢：1、來慶源：三、桿芳香凱烴的楚來源役及其并應(yīng)用a、煤豆的干晶餾b、石龍油的籌催化號重整應(yīng)用伸：簡卸單的蜓芳香達烴是翁基本戰(zhàn)的有屆機化非工原徑料。2、稠謀環(huán)芳然香烴【概念】由兩個縱或兩素個以揀上的族苯環(huán)喪共用櫻相鄰疫的2個碳彼原子睡而成慨的一達類芳視香烴僑，稱犬為稠狠環(huán)芳束香烴悅。萘蒽C10H8C14H10萘是飄無色梅片狀躺晶體欠，具原有特口殊的尾氣味撒，易狀升華副，曾免經(jīng)用雷來防栽蛀、宣驅(qū)蟲盯，但貍因它勉有一哲定的懇毒性霞，現(xiàn)累已禁園止使殖用。殊萘是只一種蜓主要悉的化友工原外料。蒽也紹是一疑種無退色的立晶體竊，易魄升華癢，是可生產(chǎn)輕染料肆的主盲要原化料。菲苯并管芘【歸納】烴鏈烴環(huán)烴飽和鏈烴不飽和鏈烴脂環(huán)烴芳香烴（脂畢肪烴鼓）烷烴烯烴二烯烴炔烴苯的同系物稠環(huán)芳烴其它芳烴環(huán)烷纖烴等苯與曾甲苯肺性質(zhì)遍比較